(57)【要約】【課題】有機ＥＬ素子の使用環境温度の変化又は有機ＥＬ素子の駆動トランジスタの電源電圧の変動により、有機ＥＬ素子の通流電流値が変化した場合であっても、有機ＥＬ素子の通流電流値と発光時間との積を一定に保ち、所望の平均発光輝度を確保することができる画像表示装置等を提供する。【解決手段】走査電極１に走査電圧が印加されデータ電極２にデータ電圧が印加されると、行選択用スイッチ１５はＯＮ状態であるためＰＷＭパルス発生回路１６へ電流が流れ、ＰＷＭパルス発生回路１６から有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のゲートへ電流検出器１４により検出された電流に応じた出力パルスが印加され、出力パルスの電圧値を基準として有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のＯＮ／ＯＦＦ状態が制御される。有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態の場合、陽極３から有機ＥＬ素子１２へＥＬ電流が流れて発光することになる。【選択図】  図１
2005265937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素毎に該画素を駆動する駆動回路を有するアクティブマトリックス型の画像表示装置であって、該駆動回路は、
画素を選択する走査電極及び画素の輝度データを供給するデータ電極と接続され、該走査電極により画素が選択された場合に該データ電極から供給された輝度データを出力するスイッチ部と、
有機ＥＬ素子を駆動する有機ＥＬ素子駆動用トランジスタと、
前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタと接続され、画素への通電時に画素に流れる電流を検出する電流検出部と、
前記スイッチ部、前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ及び前記電流検出部と接続され、前記スイッチ部から出力された輝度データと前記電流検出部により検出された電流とに基づき前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタの動作を制御する制御部とを備え、
前記電流検出部により画素に流れる電流値の変化が検出された場合、前記制御部は変化した電流値に基づき前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタの動作を制御して画素への通電時間を調整することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像表示装置において、
前記スイッチ部は、ゲートが走査電極に接続されドレイン又はソースのいずれか一方がデータ電極に接続され該いずれか一方と異なる他方が前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタのゲートに接続された選択用薄膜トランジスタであり、
前記制御部は、前記選択用薄膜トランジスタのソースと接続され輝度データを記憶する輝度データ記憶部と、該輝度データ記憶部と並列に接続され前記電流検出部により検出された電流に応じた電流を流す電流源とを備えたことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像表示装置において、前記電流検出部は電流検出用のシャント抵抗であり、前記輝度データ記憶部はコンデンサであり、前記電流源は該シャント抵抗にゲートが接続され該コンデンサの放電電流を制御する放電用薄膜トランジスタであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項２記載の画像表示装置において、前記電流検出部はカレントミラー回路により構成され、前記輝度データ記憶部はコンデンサであり、前記選択用薄膜トランジスタのソースと前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタのゲートとの間に接続されたヒステリシスコンパレータをさらに備えたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画素毎に画素を駆動する駆動回路を有するアクティブマトリックス型の画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低消費電力で高表示品質を実現可能な薄型の画像表示装置またはフラットパネルディスプレイ（Flat Panel Display : ＦＰＤ）として、有機ＥＬ（Ｅlectroluminescence:エレクトロルミネッセンス）ディスプレイが注目を浴びている。
【０００３】
図７（Ａ）は、有機ＥＬディスプレイの構成要素である典型的な有機ＥＬの全体構造を示す。図７（Ａ）において、符号７はガラス基板、３はガラス基板７上に設けられたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）透明電極等の陽極、４は背面電極である陰極、１２は陽極３と陰極４との間に挟み込まれた有機ＥＬ素子である。電流が有機ＥＬ素子１２に通流されると、すなわち陽極３から正孔（ホール）、陰極４から電子が有機ＥＬ素子１２に注入されると、有機ＥＬ素子１２内の発光層１０３（後述）で再結合し、励起状態から基底状態へ戻る際に放出されるエネルギーにより発光する。発光した光は、図７（Ａ）の矢印に示されるようにガラス基板７を通って図上では下方向へ放出される。
【０００４】
図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の有機ＥＬ素子１２の構造を示す。有機ＥＬ素子には発光層のみからなる単層型と発光層以外の層も有する多層型とがあり、図７（Ｂ）は５層型を例示する。図７（Ｂ）において、符号１０５は陽極３との接合性を良くしホールの注入効率を高めるためのホール注入層、１０４はホール注入層１０５から注入されたホールの輸送性を高めるためのホール輸送層、１０１は陰極４との接合性を良くし電子の注入効率を高めるための電子注入層、１０２は電子注入層１０１から注入された電子の輸送性を高めるための電子輸送層、１０３はホール輸送層１０４と電子輸送層１０２との間に挟まれた有機物の蛍光体である発光層であり、上述のようにこの発光層１０３でホールと電子とが再結合することにより発光する。
【０００５】
次に、有機ＥＬ素子１２自体の電気的特性について説明する。上述した有機ＥＬ素子１２が発光する原理より明らかなように有機ＥＬ素子１２は電流動作型であり、有機ＥＬ素子１２の発光輝度は通流される電流にほぼ比例する。さらに、有機ＥＬ素子１２はダイオードのような整流特性を有している。図８は有機ＥＬ素子１２の電圧−電流特性を示す。図８において、横軸は有機ＥＬ素子１２に印加される順電圧Ｖ、縦軸は有機ＥＬ素子１２に流れる電流Ｉ（または輝度）、Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２は各々有機ＥＬ素子１２を使用する周囲温度Ｔ１、Ｔ２における閾値電圧を示す。図８に示されるように、有機ＥＬ素子１２は順方向に閾値電圧（Ｖｔｈ１等）以上の順電圧を印加されると電流が流れ、さらに、周囲温度Ｔ２が上昇してＴ１となると順電圧が減少するというように一般的なダイオードと類似した特性を有している。以上のように、有機ＥＬ素子１２の電気的特性は半導体を用いたダイオードと似ており、発光する原理も一般的な発光ダイオード（Light Emitting Diode : ＬＥＤ）と似ているため、有機発光ダイオード（Organic ＬＥＤ : ＯＬＥＤ）とも呼ばれている。
【０００６】
次に、有機ＥＬ素子１２を用いた有機ＥＬディスプレイ装置の構成について説明する。有機ＥＬ素子１２（または有機ＥＬディスプレイ装置）の駆動方式は、大別して２つの種類に分けることができ、この駆動方式により有機ＥＬディスプレイ装置の構成も種々異なるものとなる。第１の駆動方式は所謂パッシブマトリックス型と呼ばれるものであり、発光パネルにおける複数の行および列よりなるマトリックスの交点に位置する各画素には制御素子を設けず、行の走査周期のうち各行のデューティー時間にのみ発光制御するようにしたものである。一方、第２の駆動方式は所謂アクティブマトリックス型と呼ばれるものであり、発光パネルにおける各画素に制御素子を持ち、行の走査周期内にわたって発光が可能な駆動方式である。この方式には有機ＥＬ素子１２の発光／非発光状態を電流値により制御する電流値制御と、制御素子に印加されるパルス幅により制御するパルス幅制御（Pulse Width Modulation : ＰＷＭ）とがある。詳しくはＰＷＭとは、有機ＥＬ素子１２を駆動するトランジスタスイッチのＯＮ／ＯＦＦ状態を繰り返すことにより、有機ＥＬ素子１２の発光／非発光状態を繰り返すというものである。このときのＯＮ／ＯＦＦ状態の繰返し周期をＰＷＭ周期と呼び、１ＰＷＭ周期中における有機ＥＬ素子１２の発光時間の割合をデューティー比と呼ぶ。有機ＥＬ素子１２の平均発光輝度Ｌと通流される通流電流値Ｉおよびデューティー比Ｄとの間には、以下の式１の関係がある。
【０００７】
Ｌ  ＝  ｋ×Ｉ×Ｄ   （ｋ：比例定数）                           （１）
【０００８】
式１から、デューティー比Ｄを制御することにより平均発光輝度Ｌを制御することができることがわかる。
【０００９】
図９は、有機ＥＬ素子１２を駆動する従来の駆動回路を示す。図９において、符号１２ａｅは発光パネルにおける４行および５列よりなるマトリックスの交点に位置する１画素を形成する有機ＥＬ素子であり、ダイオードで表記されている。図９ではすべての画素の有機ＥＬ素子および以下に示される他の要素について符号を付していないが、これは説明の便宜上のものであり、符号を付していない他の画素についても同様に説明される。上記画素には制御素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor : ＴＦＴ）を用いた駆動回路１１ａｅが備えられており、他の画素にも同様な駆動回路が備えられている。図９に示されるように、画面（発光パネル）の端部には行選択信号を出力する走査ドライバ（Scan Driver）５１と、輝度データを出力するデータドライバ（Data Driver）５２とが備えられている。走査ドライバ５１からは行方向へ走査電極１ａないし１ｄが伸びており、データドライバ５２からは列方向へデータ電極２ａないし２ｅが伸びており、両電極は格子状に構成されている。上記画素の駆動回路１１ａｅは走査電極１ａおよびデータ電極２ｅと接続されており、他の画素にも同様に走査電極１ａ等およびデータ電極２ａ等が接続されている。さらに上記画素の駆動回路１１ａｅは、所定のＰＷＭ周期を有するＰＷＭ搬送波を発生するＰＷＭ搬送波発生回路５３と基準電圧配線６により接続されており、他の画素も同様にＰＷＭ搬送波発生回路５３と基準電圧配線６により接続されている。
【００１０】
次に、図９に示される従来の駆動回路の動作について説明する。まず、走査ドライバ５１が走査電極を１本（例えば１ｂ）選択する。データドライバ５２は、走査ドライバ５１により選択された行（走査電極１ｂの行）の各画素の発光輝度データの信号を各駆動回路１１ｂａ、１１ｂｂ、１１ｂｃ、１１ｂｄおよび１１ｂｅに入力する。駆動回路１１ｂａないし１１ｂｅは、入力されたデータに基づいて有機ＥＬ素子１２ｂａないし１２ｂｅの発光状態を制御する。一方、走査ドライバ５１は発光輝度データの信号の入力（書込み）が終わると、次の行（例えば走査電極１ｃの行）の選択に移る。以上の操作を繰り返すことにより、順次画面のデータを更新していく。
【００１１】
上述の従来の駆動回路の例として、特許文献１に記載された駆動回路について説明する。図１０は、特許文献１に記載された従来の駆動回路を示す。図１０において、符号１は上述の走査電極と同様の走査配線、２は上述のデータ電極と同様の信号配線、１７はゲートが走査配線１と接続されドレインが信号配線２と接続された信号サンプリングＴＦＴ（トランジスタスイッチ）、１８は信号サンプリングＴＦＴ１７のソースと接続され、信号配線２を介して供給された信号電圧をメモリ電圧として充電しておく信号電圧サンプリングコンデンサ、６は図示のようなノコギリ波状のＰＷＭ搬送波が印加される基準電圧配線、２５は基準電圧配線６に印加される電圧と上記メモリ電圧とを比較するコンパレータ、１２はカソードが陰極４と接続されたＯＬＥＤ、１３はソースがＯＬＥＤ１２のアノードと接続され、ゲートがコンパレータ２５の出力側と接続されたＯＬＥＤドライバトランジスタ、３はＯＬＥＤドライバトランジスタ１３のドレインと接続されたＯＬＥＤ１２の電源配線（陽極）、３４はＯＬＥＤ駆動回路である。
【００１２】
次に、上述の駆動回路３４の動作について説明する。図１１は、特許文献１に記載された上述の従来の駆動回路３４の波形図を示す。図１１の（Ａ）は信号配線２に印加される信号電圧（行毎の輝度データ）、（Ｂ）は走査配線１に印加される走査電圧（行選択信号）、（Ｃ）は信号電圧サンプリングコンデンサ１８の電圧、（Ｄ）は基準電圧配線６に印加されるノコギリ波状の電圧（ＰＷＭ搬送波）であり、破線は（Ｃ）の信号電圧サンプリングコンデンサ１８の電圧、（Ｅ）はコンパレータ２５の出力電圧（ＯＬＥＤドライバトランジスタ１３のＯＮ信号）、（Ｆ）はＯＬＥＤ１２の電流（ＥＬ電流）、（Ｇ）は式１で示されるＯＬＥＤ１２の平均発光輝度Ｌである。
【００１３】
図１１の（Ｂ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ１において走査ドライバ（不図示）から走査配線１に走査電圧が印加されると、信号サンプリングＴＦＴ１７のゲートにこの走査電圧が印加されるため、信号サンプリングＴＦＴ１７がＯＮ状態（導通状態）となる。ここで図１１の（Ａ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ１においてデータドライバ（不図示）から信号配線２に信号電圧が印加されると、信号サンプリングＴＦＴ１７はＯＮ状態であるため、信号サンプリングＴＦＴ１７のドレインからソースを介して信号電圧サンプリングコンデンサ１８へ電流が流れる。この電流により、図１１の（Ｃ）に示されるように信号電圧サンプリングコンデンサ１８はその電圧が発光輝度に応じた電圧（メモリ電圧）になるように充電される。コンパレータ２５は基準電圧配線６に印加されるノコギリ波状の電圧（図１１の（Ｄ））を基準電圧として、信号電圧サンプリングコンデンサ１８に充電されたメモリ電圧（図１１の（Ｃ））と比較する。コンパレータ２５は基準電圧がメモリ電圧より高い場合（時刻ｔ１からｔ２の間）、図１１の（Ｅ）に示されるように高い電圧を出力する。基準電圧はノコギリ波状であるため、図１１の（Ｅ）に示されるようにコンパレータ２５の出力はパルス状となる。このコンパレータ２５の出力パルスがＯＬＥＤドライバトランジスタ１３のゲートに印加されるため、ＯＬＥＤドライバトランジスタ１３のＯＮ／ＯＦＦ状態が制御される。ＯＬＥＤドライバトランジスタ１３がＯＮ状態の場合（時刻ｔ１からｔ２の間）、図１１の（Ｆ）に示されるようにＯＬＥＤ１２へＥＬ電流が流れて発光することになる。発光時間Ｔａはｔ２−ｔ１となる。図１１の（Ｆ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ３までがＰＷＭ周期Ｔｐであるためデューティー比ＤはＴａ／Ｔｐとなり、式１で示される平均発光輝度Ｌは図１１の（Ｇ）に示されるようになる。以上の操作により、信号電圧（輝度データ）に応じたデューティー比ＤでＯＬＥＤドライバトランジスタ１３がＯＮ状態となり、これによりＯＬＥＤ１２の平均発光輝度Ｌを制御することができる。時刻ｔ４、ｔ５以降については同様であるため省略する。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−２９７０９７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述のように、従来の駆動回路３４では輝度データに応じたデューティー比でＯＬＥＤドライバトランジスタ１３によりＯＬＥＤ１２の平均発光輝度Ｌを制御している。しかし、以下の理由によりＯＬＥＤドライバトランジスタ１３のＯＮ状態における電流値が変化する場合がある。
１．ＯＬＥＤ１２の電圧−電流特性は、図８に示されるように使用環境の温度により変化する。
２．配線抵抗の影響により、電源配線３から供給される電源電圧はディスプレイ画面中で一定ではない。
このため、式１から明らかなように通流電流値Ｉが変化する結果、平均発光輝度Ｌに誤差が生じることとなり、ディスプレイ画面の輝度にムラが生じたり、階調の制御性能が低下するという問題があった。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされたものであり、有機ＥＬ素子の使用環境温度の変化または有機ＥＬ素子の駆動トランジスタの電源電圧の変動により、有機ＥＬ素子の通流電流値が変化した場合であっても、有機ＥＬ素子の通流電流値と発光時間との積を一定に保ち、所望の平均発光輝度を確保することができる画像表示装置等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明の画像表示装置は、画素毎に該画素を駆動する駆動回路を有するアクティブマトリックス型の画像表示装置であって、該駆動回路は、画素を選択する走査電極及び画素の輝度データを供給するデータ電極と接続され、該走査電極により画素が選択された場合に該データ電極から供給された輝度データを出力するスイッチ部と、有機ＥＬ素子を駆動する有機ＥＬ素子駆動用トランジスタと、前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタと接続され、画素への通電時に画素に流れる電流を検出する電流検出部と、前記スイッチ部、前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ及び前記電流検出部と接続され、前記スイッチ部から出力された輝度データと前記電流検出部により検出された電流とに基づき前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタの動作を制御する制御部とを備え、前記電流検出部により画素に流れる電流値の変化が検出された場合、前記制御部は変化した電流値に基づき前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタの動作を制御して画素への通電時間を調整することを特徴とする。
【００１８】
ここで、この発明の画像表示装置において、前記スイッチ部は、ゲートが走査電極に接続されドレイン又はソースのいずれか一方がデータ電極に接続され該いずれか一方と異なる他方（一方がドレインの場合、他方はソース。一方がソースの場合、他方はドレイン）がデータ電極に接続されソースが前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタのゲートに接続された選択用薄膜トランジスタであり、前記制御部は、前記選択用薄膜トランジスタのソースと接続され輝度データを記憶する輝度データ記憶部と、該輝度データ記憶部と並列に接続され前記電流検出部により検出された電流に応じた電流を流す電流源とを備えることができる。
【００１９】
ここで、この発明の画像表示装置において、前記電流検出部は電流検出用のシャント抵抗であり、前記輝度データ記憶部はコンデンサであり、前記電流源は該シャント抵抗にゲートが接続され該コンデンサの放電電流を制御する放電用薄膜トランジスタであるものとすることができる。
【００２０】
ここで、この発明の画像表示装置において、前記電流検出部はカレントミラー回路により構成され、前記輝度データ記憶部はコンデンサであり、前記選択用薄膜トランジスタのソースと前記有機ＥＬ素子駆動用トランジスタのゲートとの間に接続されたヒステリシスコンパレータをさらに備えることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の画像表示装置によれば、有機ＥＬ素子に流れるＥＬ電流の検出機構によりＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサを放電させることができる。このため、有機ＥＬ素子の使用環境温度の変化または有機ＥＬ素子駆動用トランジスタの電源配線から供給される電源電圧の変動により有機ＥＬ素子の通流電流値が変化した場合、電流検出機構により、変化したＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサを放電させることができる。この結果、行が選択されていない時、データメモリ用コンデンサの放電時間を変化させることができ、発光時間を変化させることができる。従って、有機ＥＬ素子の通流電流値と発光時間との積を一定に保ち、所望の平均発光輝度Ｌを確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の概念．
まず、本発明の画像表示装置の概念的な構成を説明し、次に具体的な構成について説明する。図１は、本発明の画像表示装置の概念を示す。図１では説明の便宜上、一画素のみを示してある。図１において、符号１は走査電極、２はデータ電極、１５は走査電極１およびデータ電極２と接続された行選択用スイッチ（スイッチ部）、１６は行選択用スイッチ１５と接続されたＰＷＭパルス発生回路（制御部）、１２はカソードが陰極４と接続された有機ＥＬ素子、１３はソースが有機ＥＬ素子１２のアノードと接続され、ゲートがＰＷＭパルス発生回路１６の出力側と接続された有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ、１４は有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のドレインと接続され、有機ＥＬ素子１２の通流電流を検出し、検出された通流電流値に応じてＰＷＭパルス発生回路１６の出力パルス幅を制御する電流検出器（電流検出部）、３は電流検出器１４と接続された電源配線（陽極）、３０は有機ＥＬ素子駆動回路（ＴＦＴ回路）である。
【００２３】
次に、図１に示される有機ＥＬ素子駆動回路３０の動作概要について説明する。走査電極１に走査電圧が印加されると、行選択用スイッチ１５にこの走査電圧が印加されるため、行選択用スイッチ１５がＯＮ状態（導通状態）となる。ここで、データドライバ（不図示）からデータ電極２にデータ電圧が印加されると、行選択用スイッチ１５はＯＮ状態であるため、ＰＷＭパルス発生回路１６へ電流が流れる。この電流により、ＰＷＭパルス発生回路１６から例えばノコギリ波状の所望のパルス幅を有するＰＷＭ搬送波が出力される。このＰＷＭ搬送波の出力パルスが有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のゲートに印加されるため、出力パルスの電圧値を基準として有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のＯＮ／ＯＦＦ状態が制御される。有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態の場合、電源配線３から有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３を介して有機ＥＬ素子１２へＥＬ電流が流れて発光することになる。
【００２４】
一方、電流検出器１４は上記ＥＬ電流を検出している。このため、有機ＥＬ素子１２の使用環境温度の変化または有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３の電源配線３から供給される電源電圧の変動により、有機ＥＬ素子１２の通流電流値が変化した場合、電流検出器１４はその変化に応じてＰＷＭパルス発生回路１６の出力パルス幅を制御する。この結果、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３を介して有機ＥＬ素子１２へ流れるＥＬ電流値を変化させ、発光時間を変化させることができる。従って、有機ＥＬ素子１２の通流電流値と発光時間との積を一定に保ち、所望の平均発光輝度を確保することができる。
【００２５】
次に、上述の画像表示装置の下位概念的な構成を説明する。図２は、本発明の画像表示装置の下位概念を示す。図２で図１と同じ符号を付した箇所は同じ要素を示すため説明は省略する。図２において、符号１７はゲートが走査電極１と接続されドレインがデータ電極２と接続された行選択用トランジスタスイッチ（選択用薄膜トランジスタ）、１８は行選択用トランジスタスイッチ１７のソースと接続され、データ電極２を介して供給されたデータ電圧をメモリ電圧として充電しておくデータメモリ用コンデンサ（輝度データ記憶部）である。上述の説明および以下の説明では、行選択用トランジスタスイッチ１７のドレインがデータ電極２と接続されソースがデータメモリ用コンデンサ１８と接続されているものとするが、これとは逆に行選択用トランジスタスイッチ１７のソースがデータ電極２と接続されドレインがデータメモリ用コンデンサ１８と接続されていてもよいことは勿論である。
【００２６】
図２に示される画像表示装置では、有機ＥＬ素子１２、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３および電流検出器１４の接続関係が図１に示される画像表示装置と異なっている。電流検出器１４は有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のソースと陰極４との間に接続され、有機ＥＬ素子１２は有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のドレインと陽極３との間に接続されている。有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のゲートは行選択用トランジスタスイッチ１７のソースおよびデータメモリ用コンデンサ１８と接続されている。符号１９はデータメモリ用コンデンサ１８と並列に接続され、電流検出器１４により制御されＥＬ電流に比例した電流を流す電流源、３１は有機ＥＬ素子駆動回路（ＴＦＴ回路）であり、当該ＴＦＴ回路３１の外に有機ＥＬ素子１２があって、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３と直列に接続されている。
【００２７】
次に、図２に示される有機ＥＬ素子駆動回路３１の動作概要について説明する。走査電極１に走査電圧が印加されると、行選択用トランジスタスイッチ１７のゲートにこの走査電圧が印加されるため、行選択用トランジスタスイッチ１７がＯＮ状態（導通状態）となる。ここで、データドライバ（不図示）からデータ電極２にデータ電圧が印加されると、行選択用トランジスタスイッチ１７はＯＮ状態であるため、ドレインからソースを介して信号電圧サンプリングコンデンサ１８へ電流が流れる。この電流により、データメモリ用コンデンサ１８はその電圧が発光輝度に応じた電圧（メモリ電圧）になるように充電される。このメモリ電圧が有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のゲートに印加されるため、メモリ電圧値を基準として有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のＯＮ／ＯＦＦ状態が制御される。有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態の場合、電源配線３から有機ＥＬ素子１２、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３を介して陰極４へＥＬ電流が流れて発光することになる。
【００２８】
一方、電流検出器１４は上記ＥＬ電流を検出している。このため、有機ＥＬ素子１２の使用環境温度の変化または有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３の電源配線３から供給される電源電圧の変動により、有機ＥＬ素子１２の通流電流値が変化した場合、電流検出器１４はその変化に応じて電流源１９に流れる電流を制御する。この結果、行が選択されていない時、ＥＬ電流に比例した電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させるため、データメモリ用コンデンサ１８の放電時間を変化させることができ、発光時間を変化させることができる。従って、有機ＥＬ素子１２の通流電流値と発光時間との積を一定に保ち、所望の平均発光輝度を確保することができる。
【００２９】
以下、本発明の概要および各実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
図３は、本発明の画像表示装置の実施例を示す。図３に示される画像表示装置の構成は基本的に図２に示された画像表示装置の構成と同様であるため、各要素の接続関係の説明は省略し、図２と同じ符号を付した要素に関する説明も省略する。図３に示される画像表示装置が図２に示された画像表示装置と異なる点は、電流検出器１４として有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のソースと陰極４との間に接続され、ＥＬ電流をモニタするために用いる電流検出用シャント（shunt）抵抗２０を用いる点と、電流源１９としてドレインが行選択用トランジスタスイッチ１７のソースと接続され、ゲートが電流検出用シャント抵抗２０に接続された、データメモリ用コンデンサ１８の放電用トランジスタ２１（放電用薄膜トランジスタ）を用いる点とにある。符号３２は有機ＥＬ素子駆動回路（ＴＦＴ回路）であり、当該ＴＦＴ回路３２の外に有機ＥＬ素子１２があって、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３と直列に接続されている。
【００３１】
次に、図３に示される有機ＥＬ素子駆動回路３２の動作概要について説明する。図４は図３に示される有機ＥＬ素子駆動回路３２の波形図を示す。図４の（Ａ）はデータ電極２に印加されるデータ電圧（行毎の輝度データ）、（Ｂ）は走査電極１に印加される走査電圧（行選択信号）、（Ｃ）はデータメモリ用コンデンサ１８の電圧、（Ｄ）は有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態となる閾値電圧であり、破線は（Ｃ）のデータメモリ用コンデンサ１８の電圧、（Ｅ）は有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のＯＮ信号、（Ｆ）は有機ＥＬ素子１２の電流（ＥＬ電流）、（Ｇ）は式１で示される有機ＥＬ素子１２の平均発光輝度Ｌである。
【００３２】
図４の（Ｂ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ１において走査ドライバ（不図示）から走査電極１に走査電圧が印加されると、行選択用トランジスタスイッチ１７のゲートにこの走査電圧が印加されるため、行選択用トランジスタスイッチ１７がＯＮ状態（導通状態）となる。ここで図４の（Ａ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ１においてデータドライバ（不図示）からデータ電極２にデータ電圧が印加されると、行選択用トランジスタスイッチ１７はＯＮ状態であるため、行選択用トランジスタスイッチ１７のドレインからソースを介してデータメモリ用コンデンサ１８へ電流が流れる。この電流により、図４の（Ｃ）に示されるようにデータメモリ用コンデンサ１８はその電圧が発光輝度に応じた電圧（メモリ電圧）になるように充電される。このデータメモリ用コンデンサ１８の電圧が有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のゲートに印加される。図４の（Ｄ）に示されるように時刻ｔ０からｔ２までの間、データメモリ用コンデンサ１８の電圧は閾値電圧より高いため、図４の（Ｅ）に示されるように有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態となる。有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態の場合（時刻ｔ０からｔ２の間）、図４の（Ｆ）に示されるように有機ＥＬ素子１２へＥＬ電流が流れて発光することになる。発光時間Ｔａはｔ２−ｔ０となる。図４の（Ｆ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ３までがＰＷＭ周期Ｔｐであるためデューティー比ＤはＴａ／Ｔｐとなり、式１で示される平均発光輝度Ｌは図４の（Ｇ）に示されるようになる。以上の操作により、データ電圧（輝度データ）に応じたデューティー比Ｄで有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態となり、これにより有機ＥＬ素子１２の平均発光輝度Ｌを制御することができる。時刻ｔ４、ｔ５以降については同様であるため省略する。
【００３３】
一方、有機ＥＬ素子１２にＥＬ電流が流れると、電流検出用シャント抵抗２０に電圧降下が生じる。この電圧降下分の電圧はデータメモリ用コンデンサ１８の放電用トランジスタ２１のゲートに入力されるため、ＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させることができる。図４の（Ｄ）および（Ｅ）に示されるように、データメモリ用コンデンサ１８の電圧が閾値電圧以下になると有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３はＯＦＦ状態となる。有機ＥＬ素子１２の使用環境温度の変化または有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３の電源配線３から供給される電源電圧の変動により、有機ＥＬ素子１２の通流電流値が変化した場合、電流検出用シャント抵抗２０の電圧降下が変化する。このため、放電用トランジスタ２１のゲートに入力される電圧が変化し、変化したＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させることができる。この結果、行が選択されていない時、ＥＬ電流に比例した電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させるため、データメモリ用コンデンサ１８の放電時間を変化させることができ、発光時間Ｔａを変化させることができる。従って、有機ＥＬ素子１２の通流電流値Ｉと発光時間Ｔａとの積を一定に保ち、所望の平均発光輝度Ｌを確保することができる。
【００３４】
以上より、本発明の実施例１によれば、ゲートが走査電極１と接続されドレインがデータ電極２と接続された行選択用トランジスタスイッチ１７と、行選択用トランジスタスイッチ１７のソースと接続され、データ電極２を介して供給されたデータ電圧をメモリ電圧として充電しておくデータメモリ用コンデンサ１８と、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のソースと陰極４との間に接続され、ＥＬ電流をモニタするために用いる電流検出用シャント抵抗２０と、ドレインが行選択用トランジスタスイッチ１７のソースと接続され、ゲートが電流検出用シャント抵抗２０に接続された、データメモリ用コンデンサ１８の放電用トランジスタ２１と、ゲートが行選択用トランジスタスイッチ１７のソースと接続され、ソースが電流検出用シャント抵抗２０に接続された有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３とを備えた有機ＥＬ素子駆動回路３２により、カソードが有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のドレインと接続されアノードが陽極３と接続された有機ＥＬ素子１２を駆動する。有機ＥＬ素子１２にＥＬ電流が流れると、電流検出用シャント抵抗２０に電圧降下が生じる。この電圧降下分の電圧はデータメモリ用コンデンサ１８の放電用トランジスタ２１のゲートに入力されるため、ＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させることができる。有機ＥＬ素子１２の使用環境温度の変化または有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３の電源配線３から供給される電源電圧の変動により、有機ＥＬ素子１２の通流電流値が変化した場合、電流検出用シャント抵抗２０の電圧降下が変化する。このため、放電用トランジスタ２１のゲートに入力される電圧が変化し、変化したＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させることができる。この結果、行が選択されていない時、ＥＬ電流に比例した電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させるため、データメモリ用コンデンサ１８の放電時間を変化させることができ、発光時間Ｔａを変化させることができる。従って、有機ＥＬ素子１２の通流電流値Ｉと発光時間Ｔａとの積を一定に保ち、所望の平均発光輝度Ｌを確保することができる。
【実施例２】
【００３５】
図５は、本発明の画像表示装置の他の実施例を示す。図５に示される画像表示装置の構成は基本的に図３に示された画像表示装置の構成と同様であるため、各要素の接続関係の説明は省略し、図３と同じ符号を付した要素に関する説明も省略する。図５に示される有機ＥＬ素子駆動回路３３が図３に示された有機ＥＬ素子駆動回路３２と異なる点は、以下の２点である。
【００３６】
１．ＥＬ電流の検出のために、電流検出用シャント抵抗２０の代わりにトランジスタ２２を用いたカレントミラー回路を適用した点。
２．データメモリ用コンデンサ１８と有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３との間に、波形整形用のヒステリシスコンパレータ２４を設置した点。
【００３７】
上述の１のカレントミラー回路の適用により、以下のようになる。図５に示されるように、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３からトランジスタ２２へ流れる電流をＩｄ１、トランジスタ２２から陰極４へ流れる電流をＩｓ１、行選択用トランジスタスイッチ１７から放電用トランジスタ２１へ流れる電流をＩｄ２、放電用トランジスタ２１から陰極４へ流れる電流をＩｓ２、放電用トランジスタ２１のゲートへ流れる電流をＩｇ２とすると、Ｉｓ１＝Ｉｓ２であるため、Ｉｄ２＝Ｉｄ１−２×Ｉｇ２となる。従って、ＥＬ電流の変化を検出することができ、ＥＬ電流に比例した電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させることができる。
【００３８】
上述の２のヒステリシスコンパレータ２４の入力信号は、基準電圧配線５から供給されコンデンサ２３に充電された基準電圧とデータメモリ用コンデンサ１８の電圧との２つである。図４の（Ｅ）に示されるように、データメモリ用コンデンサ１８の電圧にノイズが重畳している等のような場合、当該電圧が閾値電圧付近である時（時刻ｔ２）に、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のＯＮ／ＯＦＦ状態が不安定となりチャタリングを起こす可能性がある。さらに、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３の閾値電圧の変動は、有機ＥＬ素子１２の発光時間を変化させるためデューティー比に影響することとなる。ヒステリシスコンパレータ２４はこれらのような現象を防止するために設置されたコンパレータである。
【００３９】
次に、図５に示される有機ＥＬ素子駆動回路３３の動作概要について説明する。図６は図５に示される有機ＥＬ素子駆動回路３３の波形図を示す。図６の（Ａ）はデータ電極２に印加されるデータ電圧（行毎の輝度データ）、（Ｂ）は走査電極１に印加される走査電圧（行選択信号）、（Ｃ）はデータメモリ用コンデンサ１８の電圧、（Ｄ）はヒステリシスコンパレータ２４がＯＮ状態となる基準ＤＣ電圧であり、破線は（Ｃ）のデータメモリ用コンデンサ１８の電圧、（Ｅ）はヒステリシスコンパレータ２４の出力電圧（有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のＯＮ信号）、（Ｆ）は有機ＥＬ素子１２の電流（ＥＬ電流）、（Ｇ）は式１で示される有機ＥＬ素子１２の平均発光輝度Ｌである。
【００４０】
図６の（Ｂ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ１において走査ドライバ（不図示）から走査電極１に走査電圧が印加されると、行選択用トランジスタスイッチ１７のゲートにこの走査電圧が印加されるため、行選択用トランジスタスイッチ１７がＯＮ状態（導通状態）となる。ここで図６の（Ａ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ１においてデータドライバ（不図示）からデータ電極２にデータ電圧が印加されると、行選択用トランジスタスイッチ１７はＯＮ状態であるため、行選択用トランジスタスイッチ１７のドレインからソースを介してデータメモリ用コンデンサ１８へ電流が流れる。この電流により、図６の（Ｃ）に示されるようにデータメモリ用コンデンサ１８はその電圧が発光輝度に応じた電圧（メモリ電圧）になるように充電される。このデータメモリ用コンデンサ１８の電圧がヒステリシスコンパレータ２４の入力電圧の１つとなり、コンデンサ２３の基準電圧と比較した後のヒステリシスコンパレータ２４の出力電圧が有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のゲートに印加される。図６の（Ｄ）に示されるように時刻ｔ０からｔ２までの間、データメモリ用コンデンサ１８の電圧は基準ＤＣ電圧より高いため、ヒステリシスコンパレータ２４は図６の（Ｅ）に示されるように高い電圧を出力する。この結果、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態となり、図６の（Ｆ）に示されるように有機ＥＬ素子１２へＥＬ電流が流れて発光することになる。発光時間Ｔａはｔ２−ｔ０となる。図６の（Ｆ）に示されるように、時刻ｔ０からｔ３までがＰＷＭ周期Ｔｐであるためデューティー比ＤはＴａ／Ｔｐとなり、式１で示される平均発光輝度Ｌは図６の（Ｇ）に示されるようになる。以上の操作により、データ電圧（輝度データ）に応じたデューティー比Ｄで有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３がＯＮ状態となり、これにより有機ＥＬ素子１２の平均発光輝度Ｌを制御することができる。時刻ｔ４、ｔ５以降については同様であるため省略する。図６の（Ｄ）ないし（Ｆ）に示されるように、データメモリ用コンデンサ１８が放電していき、その電圧が基準電圧付近となった時（時刻ｔ２）でも、上述のようにヒステリシスコンパレータ２４により、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のＯＮ／ＯＦＦ状態が不安定となることはなくチャタリングを起こすこともない。
【００４１】
有機ＥＬ素子１２にＥＬ電流が流れると、上述のようにカレントミラー回路によりＥＬ電流と比例した電流Ｉｄ２がデータメモリ用コンデンサ１８の放電回路に流れる。このため、ＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させることができる。図６の（Ｄ）および（Ｅ）に示されるように、データメモリ用コンデンサ１８の電圧がヒステリシスコンパレータ２４の基準ＤＣ電圧以下になると有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３はＯＦＦ状態となる。有機ＥＬ素子１２の使用環境温度の変化または有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３の電源配線３から供給される電源電圧の変動により、有機ＥＬ素子１２の通流電流値が変化した場合、カレントミラー回路に流れる電流Ｉｄ１が変化する。この場合、上述のようにＥＬ電流と比例した電流Ｉｄ２がデータメモリ用コンデンサ１８の放電回路に流れるため、ＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させることができる。この結果、行が選択されていない時、ＥＬ電流に比例した電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させるため、データメモリ用コンデンサ１８の放電時間を変化させることができ、発光時間Ｔａを変化させることができる。従って、有機ＥＬ素子１２の通流電流値Ｉと発光時間Ｔａとの積を一定に保ち、所望の平均発光輝度Ｌを確保することができる。
【００４２】
以上より、本発明の実施例２によれば、実施例１の回路に対してＥＬ電流の検出のため電流検出用シャント抵抗２１の代わりにトランジスタ２２を用いたカレントミラー回路を適用し、データメモリ用コンデンサ１８と有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３との間に波形整形用のヒステリシスコンパレータ２４を設置する。この結果、有機ＥＬ素子１２にＥＬ電流が流れると、カレントミラー回路によりＥＬ電流と比例した電流Ｉｄ２がデータメモリ用コンデンサ１８の放電回路に流れる。このため、実施例１と同様にＥＬ電流に応じた電流でデータメモリ用コンデンサ１８を放電させることができる。さらに実施例１と同様の効果に加えて、データメモリ用コンデンサ１８が放電していき、その電圧が基準電圧付近となった時（時刻ｔ２）でも、ヒステリシスコンパレータ２４を設置することにより、有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ１３のＯＮ／ＯＦＦ状態が不安定となることはなくチャタリングを起こすこともないという効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の活用例として、有機ＥＬディスプレイに代表される電流駆動型ＦＰＤにおける駆動回路への適用が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の画像表示装置の概念を示す図である。
【図２】本発明の画像表示装置の下位概念を示す図である。
【図３】本発明の画像表示装置の実施例を示す図である。
【図４】図３に示される有機ＥＬ素子駆動回路３２の波形図である。
【図５】本発明の画像表示装置の他の実施例を示す図である。
【図６】図５に示される有機ＥＬ素子駆動回路３３の波形図である。
【図７（Ａ）】有機ＥＬディスプレイの構成要素である典型的な有機ＥＬの全体構造を示す図である。
【図７（Ｂ）】図７（Ａ）の有機ＥＬ素子１２の構造を示す図である。
【図８】有機ＥＬ素子１２の電圧−電流特性を示す図である。
【図９】有機ＥＬ素子１２を駆動する従来の駆動回路を示す図である。
【図１０】特許文献１に記載された従来の駆動回路を示す図である。
【図１１】特許文献１に記載された従来の駆動回路の波形図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  走査電極（走査配線）、  ２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  データ電極（信号配線）、  ３  陽極（電源配線）、  ４  陰極、  ５，６  基準電圧配線、    ７  ガラス基板、  １１ａｅ，１１ｂａ、１１ｂｂ，１１ｂｄ，１１ｂｄ，１１ｂｅ  駆動回路、  １２，１２ａｅ，１２ｂａ、１２ｂｂ，１２ｂｄ，１２ｂｄ，１２ｂｅ  有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ）、  １３  有機ＥＬ素子駆動用トランジスタ（ＯＬＥＤドライバトランジスタ）、  １４  電流検出器、  １５  選択用スイッチ、  １６  ＰＷＭパルス発生回路、  １７  行選択用トランジスタスイッチ（信号サンプリングＴＦＴ）、  １８  データメモリ用コンデンサ（信号電圧サンプリングコンデンサ）、  １９  電流源、  ２０  電流検出用シャント抵抗、  ２１  放電用トランジスタ２１、  ２２  トランジスタ、  ２３  コンデンサ、  ２４  ヒステリシスコンパレータ、  ２５  コンパレータ、  ３０，３１，３２，３３，３４  有機ＥＬ素子駆動回路（ＯＬＥＤ駆動回路）、  ５１  走査ドライバ、  ５２  データドライバ、  ５３  ＰＷＭ搬送波発生回路、  １０１  電子注入層、  １０２  電子輸送層、  １０３  発光層、  １０４  ホール輸送層、  １０５  ホール注入層。
【図１】
2005265937.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７（Ａ）】
2005265937.tif 000009
【図７（Ｂ）】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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